Je leest:

Van gadget tot levensredder: de nanosensor

Van gadget tot levensredder: de nanosensor

Auteur: | 25 juni 2009

Wat is er aan de hand? Artsen vragen het zich af wanneer ze patiënten onderzoeken. Met hulp van nanotechnologie zijn medici binnenkort een ziekte minstens één stap voor. Hoe kleine meetapparaatjes ons leven gaan veranderen: van nu tot 2015; van trainingshulp voor sporters tot anti-epilepsie-implantaten. Nanotechnologie is geen science-fiction.

Een beetje hardloper heeft tegenwoordig een groot sporthorloge. Binnenkort niet meer.

Binnen nu en eind 2010

De eerste nano-meetapparaten die we gaan zien beginnen als een gadget voor sporters. Nu zijn joggers en hardlopers vaak uitgerust met een sporthorloge dat de hartslag meet. Dat zit niet altijd even lekker als je al rennend met je armen zwaait, en daarom zijn er ook lompe hartslagbanden die je om je middel bindt. “Dat gaat allemaal gauw veranderen”, vertelt Chris van Hoof, onderzoeksdirecteur aan het Leuvense instituut IMEC. “Wij maken met nanotechnologie kleinere meetapparaten die je met gemak draagt en veel meer kunnen dan alleen de hartslag meten. Terwijl je traint maakt het een volledig hartfilmpje – dus met hartslagvariaties en alles. Dat is ideaal voor prestatiemetingen in een complex individueel trainingsprogramma.”

Serieuzere toepassingen volgen snel. De alcoholblaastest van de Nederlandse politie kan in 2010 versterking verwachten een apparaatje met een speekseltest voor drugs. Daarin zit nanotechnologie van Philips verwerkt. “De detector reageert op drugs, zoals amfetamine of THC – het actieve bestanddeel van cannabis”, zegt Hans Hofstraat, medisch onderzoeksdirecteur bij Philips. Straatagenten kunnen met zo’n ding dus makkelijker andere soorten bedwelming vaststellen dan alleen alcohol.

Een ultradunne chip van het IMEC: kleiner en zuiniger. Handig voor hardloopapparatuur en medische toepassingen.

Vanaf 2011 tot 2015

De drugsdetector van Philips is een voorbode van een heel scala aan draagbare diagnose-apparaatjes voor de gezondheidszorg. Om die draagbare apparaten te ontwikkelen, werkt Philips volgens onderzoeksleider Hans Hofstraat samen met artsen, meestal in academische ziekenhuizen.

Hans Hofstraat legt het uit: “Stel dat iemand eerste hulp nodig heeft en er een ambulance ter plaatse komt. Als die persoon hartproblemen heeft, is het voor de arts belangrijk om te weten of de patiënt een hartinfarct heeft gehad. En hij moet dat zo snel mogelijk weten, want het leven van de patiënt staat op het spel. Met onze technologie zou de arts zelf ter plaatse en zonder hulp van laboranten met één druppel bloed kunnen vaststellen

Ambulancemedewerkers zullen met nanotechnologie van Philips veel beter kunnen handelen.

Zo’n diagnose-apparaatje, dat een zogenaamde biosensor bevat, meet of er een hartinfarct was door bepaalde eiwitten in het bloed te detecteren. Bij een hartaanval komen namelijk heel specifieke eiwitten vrij die iets zeggen over wat er in het lichaam gebeurt. Magnetische nanodeeltjes in de biosensor binden aan die eiwitten en laten vervolgens weten hoeveel er aanwezig zijn, en of er sprake is van een hartinfarct. Overigens kunnen zulke diagnose-apparaatjes in theorie allerlei eiwitten in lichaamsvloeistoffen meten.

Hans Hofstraat verwacht dat de biosensors, die overigens al als prototype bij Philips liggen, op de wat langere termijn veel meer dan alleen hartinfarcten kunnen vaststellen. Hij heeft de hoop dat dat zó goed zal gaan, dat ze zullen helpen om chronische ziektes zoals hartfalen ten gevolge van een hartaanval, te voorkomen. “De biosensors hebbben de potentie een enorme kostenreductie voor de gezondheidszorg met zich mee te brengen”, vertelt hij. “Dat is overigens ook ons uitgangspunt: een beter, preciezer zorgsysteem.” Hofstraat hoopt de biosensors op termijn ook in ontwikkelingslanden op de markt te brengen, omdat daar weinig laboratoria voorhanden zijn – met de biosensors los je dat probleem op.

Een superklein implantaat van IMEC. Met de juiste coating zijn ze te gebruiken als alarmsysteem in het menselijk lichaam. Maar dat duurt wel even.

Ruim na 2015

Hans Hofstraat ziet de biosensors van Philips op de lange termijn geïntegreerd worden in een computersysteem, waar bijvoorbeeld huisartsen gebruik van kunnen maken. “De verwachting is dat diagnoses dan in het algemeen sneller en preciezer zijn: de huisarts kan dan veel sneller uitspraken doen over zijn patiënt, met diagnostisch bewijs achter de hand. Evidence based diagnoses stellen dus.”

Over een jaar of zeven mogen we volgens Chris van Hoof van IMEC de nano-implantaten verwachten. Zo’n implantaat, wel tien tot honderd keer kleiner dan één millimeter, kan bijvoorbeeld in het brein van een epilepsiepatiënt waarnemen of een epileptische aanval gaat komen. Het is zelfs niet ondenkbaar dat de chip een ander implantaat commandeert om medicatie af te geven, waardoor de aanval uitblijft.

“Een voordeel van zulke implantaten is dat mensen met een bepaalde aandoening niet constant in het ziekenhuis hoeft te zijn”, zegt Van Hoof. Zijn instituut en Philips werken samen aan de ontwikkeling van nano-implantaten en biosensors, die artsen waarschuwen als een van hun patiënten thuis iets dreigt te overkomen. Het implantaat staan dan draadloos in contact met medisch personeel. Volgens Van Hoof duurt het even voordat dit beeld werkelijkheid wordt, omdat het draadloos versturen van gegevens over iemands lichaam privacygevoelig is. “Als dat niet beveiligd kan worden, zal de techniek uitblijven. Alles hangt daar vanaf.”

Nanotechnologie kan soms onwerkelijk klinken – magnetische nanodeeltjes en eiwitten? – maar is wat betreft medische vooruitgang zeker geen science-fiction. De mensen die het ontwikkelen, zijn niet alleen maar nanotechnologen, vindt Hans Hofstraat. “We kijken in eerste instantie naar gezondheidsproblemen: de techniek is het middel, niet het doel. Om de problemen aan te pakken heb je allerlei onderzoekers nodig: artsen, medisch biologen, IT-experts, en natuurlijk nanotechnologen.”

Ook in dit dossier

Zie ook

Meer biotechnologie op Ditisbiotechnologie.nl

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 25 juni 2009
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.